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视频大小流和分层编码

视频大小流和分层编码

更新时间：2024-04-01 14:47

功能简介

视频分层编码（H.264 SVC），是 H.264 AVC 的扩展，支持具有分层特性的码流，在 2007 年成为 ITU 的正式编码标准。
视频大小流编码（H.264 DualStream）参考了 H.264 SVC 的理念，通过对视频码流分层，保障不同网络和设备性能的终端流畅的体验。

当开发者的连麦或混流业务场景中，出现以下要求时，推荐使用 SDK 提供的 视频分层编码 或 视频大小流编码 功能：

需要不同终端显示不同质量的视频流。
需要在较差的网络环境中，保持连麦的通畅。
需要根据网络状态，自适应拉取视频流的质量。

两种编码方式，都是将码流分为 “基本层” 和 “扩展层”，可以为不同网络状态、不同设备性能的用户提供更好的体验。基本层保证了最基本的视频质量，而扩展层则是对基本层的补充。对于网络较好的用户，可拉取扩展层获得更好的体验，对于网络状态较差的用户，只拉取基本层可以保证基本的视频质量。以下是两种功能的详细对比：

-	视频分层编码（H.264 SVC）	视频大小流编码（H.264 DualStream）
实现逻辑	启动 1 个编码器分别编出不同的参数的码流，作为码流的基本层和扩展层。	启动 2 个编码器分别编出不同的参数的码流，作为码流的基本层和扩展层。
使用协议	使用 ZEGO 的私有协议，拉流端只有从 ZEGO 服务器上，才能拉取到不同分层的视频流。
编码/解码	基本层和扩展层的编码过程不独立，可以独立解码。	基本层和扩展层的编码、解码过程都相互独立。
推流	选择编码格式为 “ZegoVideoCodecID.Svc”。	选择编码格式为 “ZegoVideoCodecID.H264DualStream”。（可选）通过 [setPublishDualStreamConfig] 接口分别配置基本层和扩展层的视频参数。
拉流	接口调用无差异，同一用户同一时间只能拉取视频流的一层。默认网络情况良好时，只拉扩展层；网络情况不好时，只拉取基础层。
拉流	拉取的基本层的分辨率为扩展层的 50%、码率为扩展层的 25%、帧率保持一致，无法自定义配置。	取决于推流端设置的基本层和扩展层的视频参数。
优点	可以根据需要产生不同的码流或者提取出不同的码流，使用分层视频编码实现一次编码比用普通编码方式编码多次更高效。应用更灵活。网络适应性更强。	可以对扩展层和基本层的视频参数进行单独配置。可以使用硬件编码，减少 CPU 性能负担。可扩展性更好，未来可以支持多种编码标准。通用性更好，主流软硬件编码器都支持。
缺点	压缩效率稍低：在同样的条件下，分层视频编码比普通编码方式的压缩效率要低 20% 左右，也就是说要达到和普通编码方式相同的视频质量，分层视频编码的码率要比普通编码方式多 20%，分层数越多，效率下降越多。（目前 SDK 只支持 1 路基本层和 1 路扩展层）编码效率低：分层视频编码在同样的条件下，比普通编码方式的编码计算复杂度高，所以编码效率相比普通编码方式约低 10%。不支持硬件编码：分层视频编码不支持硬件编码，对 CPU 的性能负担较大；支持硬件解码。支持的编码器较少，目前只有 openH264 编码器支持。	使用软件编码时，性能消耗略大于分层视频编码。

示例源码下载

请参考下载示例源码获取源码。

相关源码请查看 “/lib/topics/VideoAdvanced/encoding_and_decoding” 目录下的文件。

前提条件

在实现两种视频编码功能之前，请确保：

已在 ZEGO 控制台创建项目，并申请有效的 AppID 和 AppSign，详情请参考控制台 - 项目信息。
已在项目中集成 ZEGO Express SDK，并实现了基本的音视频推拉流功能，详情请参考快速开始 - 集成和快速开始 - 实现流程。

实现步骤

分层视频编码

1 开启分层视频编码

在调用 startPublishingStream 之前，调用 setVideoConfig 接口，设置 ZegoVideoConfig 类中的参数 codecID 为 ZegoVideoCodecIDSVC，开启分层视频编码；并调用 startPublishingStream 接口开始推流。

ZegoVideoConfig videoConfig = ZegoVideoConfig.preset(ZegoVideoConfigPreset.Preset360P);
videoConfig.codecID = ZegoVideoCodecID.Svc;

ZegoExpressEngine.instance.setVideoConfig(videoConfig);
ZegoExpressEngine.instance.startPublishingStream("0012");

“codecID” 设置为 “Default”、“VP8” 或 “H265” 可关闭该功能。

2 指定拉取的分层视频

在推流端开启了分层视频编码后，拉流端用户在拉流前后均可调用 setPlayStreamVideoType 接口，传入具体的拉流参数以拉取特定的视频分层。目前支持的视频分层如下：

枚举值	说明
ZegoVideoStreamTypeDefault	（默认值）根据网络状态自动选择合适的视频分层，例如弱网只拉取基本层。
ZegoVideoStreamTypeSmall	基本层，小分辨率类型。
ZegoVideoStreamTypeBig	扩展层，大分辨率类型。

ZegoExpressEngine.instance.setPlayStreamVideoType(ZegoVideoStreamType.Big, streamID);
ZegoExpressEngine.instance.startPlayingStream(self.streamID, playCanvas);

大小流视频编码

大小流视频编码 与 分层视频编码 的实现步骤基本一致，不同的是 大小视频流编码 功能支持在推流前，分别设置大流和小流的分辨率、帧率和码率等信息。

1 开启大小流视频编码

在调用 startPublishingStream 之前，调用 setVideoConfig 接口，设置 ZegoVideoConfig 类中的参数 codecID 为 ZegoVideoCodecIDH264DualStream，开启大小流视频编码。

ZegoVideoConfig videoConfig = ZegoVideoConfig.preset(ZegoVideoConfigPreset.Preset360P);
videoConfig.codecID = ZegoVideoCodecID.H264DualStream

ZegoExpressEngine.instance.setVideoConfig(videoConfig);

“codecID” 设置为 “Default”、“VP8” 或 “H265” 可关闭该功能。

2 设置基本层、扩展层的参数

通过 setPublishDualStreamConfig 接口，分别设置大流和小流的分辨率、帧率和码率等信息，并调用 startPublishingStream 接口开始推流。

必须同时指定大流、小流的参数，调用 setPublishDualStreamConfig 接口才能生效。
设置大流、小流的分辨率的 “比例” 需要保持一致，否则调用 setPublishDualStreamConfig 接口会出错。

List<ZegoPublishDualStreamConfig> configList = List<ZegoPublishDualStreamConfig>();

ZegoPublishDualStreamConfig big = ZegoPublishDualStreamConfig(ZegoVideoStreamType.Big, 540, 960, 15, 1200);
configList.add(big);

ZegoPublishDualStreamConfig small = ZegoPublishDualStreamConfig(ZegoVideoStreamType.Small, 180, 320, 15, 300);
configList.add(small);
ZegoExpressEngine.instance.setPublishDualStreamConfig(configList);

ZegoExpressEngine.instance.startPublishingStream("dual_streamid");

3 指定拉取的视频码流

在推流端开启了视频大小流编码后，拉流端用户在拉流前后均可调用 setPlayStreamVideoType 接口，传入具体的拉流参数以拉取特定的视频分层。目前支持的视频分层如下：

枚举值	说明
ZegoVideoStreamTypeDefault	（默认值）根据网络状态自动选择合适的视频分层，例如弱网只拉取基本层。
ZegoVideoStreamTypeSmall	基本层，小分辨率类型。
ZegoVideoStreamTypeBig	扩展层，大分辨率类型。

ZegoExpressEngine.instance.setPlayStreamVideoType(ZegoVideoStreamType.Big,streamID);
ZegoExpressEngine.instance.startPlayingStream(streamID,canvans);

常见问题

转推或直推 CDN，观众从 CDN 上拉流，分层视频编码和大小流是否有效？从 CDN 拉取的流码率、分辨率是多少？
- 视频分层编码和 视频大小流编码 使用的是 ZEGO 的私有协议，拉流端只有从 ZEGO 服务器上拉取 RTC 流或 L3 流时，才能拉取到不同分层的视频流。
- 直推 CDN 场景下，由于不经过 ZEGO 服务器，所以码流的分层无效，SDK 会回退至 H.264 编码。从 CDN 拉取的流的分辨率和码率与推流用户设置的分辨率和码率一致。
- 转推 CDN 场景下，由于 CDN 拉流未使用 ZEGO 的私有协议，ZEGO 服务器转推到 CDN 服务器后的流不支持分层视频编码、视频大小流编码，只能从转推基本层或者转推扩展层中选择一个，CDN 拉流时的分辨率、码率和帧率取决于转推的是基本层还是扩展层。
  
  转推到 CDN 时，默认转推扩展层。如果业务需要将基本层转推至 CDN，请联系 ZEGO 技术支持配置。